【正文】 的運動特性。 汽車懸架是車架（或車身）與車橋（或車輪）之間彈性連接的部件。此外還包括一些特殊功能的部件，如穩(wěn)定器和緩沖塊等。 彈性元件使車架（或車身）與車橋（或車輪） 之間實現(xiàn)彈性連接，用來承受并傳遞垂直載荷，緩和不 平路面、緊急制動、加速和轉(zhuǎn)彎引起的沖擊。導向機構(gòu)是用來使車輪 (特別是轉(zhuǎn)向輪 )按一定運動軌跡相對于車身運動。若鋼板彈簧作為彈性元件時，它本身兼有導向作用，可不另設(shè)導向機構(gòu)。 要保持車身自然振動頻率不變或變化很小，在汽車空載到滿載的范圍內(nèi)變化，就需要將 懸架剛度做成可變的。這樣就使汽車空車對懸架剛度小，而載荷增加時，懸架剛度隨之增加。 汽車懸架的類型 根據(jù)導向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點，汽車懸架可分為非獨立懸架和獨立懸架兩大類。獨立懸架中沒有這樣的剛性 哈爾濱工業(yè)大學華德應(yīng)用技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 梁，左 右車輪各自“獨立”地與車架或車身相連或構(gòu)成斷開式車橋，按結(jié)構(gòu)特點又可細分為橫臂式、縱臂式、斜臂式等等，各種懸架的結(jié)構(gòu)特點將在以下章節(jié)中進一步討論。當左右車輪跳動幅度不一致時，后支持橋中呈 V 形斷面并與左右縱臂固結(jié)在一起的橫梁受扭，由于其具有一定的扭轉(zhuǎn)彈性，故此種懸架既不同于非獨立懸架，也與獨立懸架有別。 按照彈性元件的種類，汽車懸架又可以分為鋼板彈簧懸架、螺旋彈簧懸架、扭桿彈簧懸 架、空氣懸架以及油氣懸架等 [4]。 雙橫臂獨立懸架 雙橫臂式獨立懸架的結(jié)構(gòu)如圖 所示。等長雙橫臂懸架在其車輪做上下跳動時，可保持主銷傾角不變，但輪距卻有較大的變化，會使輪胎磨損嚴重，多為不等長雙擺臂懸架代替，后一種懸架在其車輪上下 跳動時候只需要適當?shù)倪x擇上下橫臂的長度并合理布置，即可使輪距及車輪定位參數(shù)的變化限定在一定的范圍之內(nèi)，這種不大的輪距的改變，不應(yīng)引起車輪沿路面的滑移，而為輪胎的彈性變形所補償，因此其保持了汽車良好的行使平順性，雙橫臂懸架的突出優(yōu)點在于其設(shè)計的靈活性，可以通過合理選擇空間桿系的鉸接點的位置及導向臂的長度，使得懸架具有合適的運動特性，并且形成恰當?shù)膫?cè)傾中心和縱傾中心。 雙橫臂式獨立懸架按所使 用的彈性元件可分為螺旋彈簧、扭桿彈簧和空氣彈簧。下面是針對懸架設(shè)計所需要的基本參數(shù)： 表 31 越野車的基本參數(shù) 車長 車高 /寬 前輪距 后輪距 軸距 4629mm 1653/1880mm 1617mm 1613mm 2807mm 車身重量 加速時間 最大功率 最大扭矩 最高速度 1900 kg 秒（ 0100km/h） 155/43006000 KW/rpm 350/15004200 N 是指汽車滿載靜止時懸架的載荷 Fw 與此時懸架剛度 c 之 比 ， 即 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 （ ） 汽車彈簧與簧上質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車平順性的主要參數(shù)之一。 （ ） 式中： 錯誤 !未找到引用源。 ； 錯誤 !未找到引用源。 指前懸架偏頻，Ｈｚ； 汽車的前懸架的靜繞度可以下式表示： 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 之間有如下關(guān)系： 哈爾濱工業(yè)大學華德應(yīng)用技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 錯誤 !未找到引用源。 。 是指從滿載靜平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)充許 的最大變形 (通常指緩沖塊壓縮到其自由高度的 1/2 或 1/3)時，車輪中心相對車架（或車身）的垂直位移。 取 7～ 9cm，貨車 錯誤 !未找到引用源。 取 5～ 8cm。如圖 所示： 懸架的彈性特性有 線性和非線性特性兩種。 乘用車的簧上質(zhì)量雖然變化不大，但是為了減少車軸對車架的沖擊，減少轉(zhuǎn)彎時的側(cè)傾與制動時的前傾角和加速時的后仰角，因該采用剛度了變得非線性懸架，如圖 所示： 圖 31 懸架特性曲線 哈爾濱工業(yè)大學華德應(yīng)用技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 懸架的主要參數(shù)總結(jié)如下表 32： 表 32 懸架的主要參數(shù) 懸架靜擾動 1cf 懸架動撓度 錯誤 !未找到引用源。 哈爾濱工業(yè)大學華德應(yīng)用技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 第 4 章 獨立懸架導向機構(gòu)設(shè)計及強度校核 設(shè)計要求 針對前雙橫臂對立懸架導向機構(gòu)的設(shè)計要求： 1） 懸架上載荷變化時，保證輪距變化不超過 錯誤 !未找到引用源。 2） 懸架上載荷變化時，前輪定位參數(shù) 要有合理的變化特性，車輪不應(yīng)該產(chǎn)生縱向加速度。在 側(cè)加速度作用下，車身側(cè)傾角 ≤ 錯誤 !未找到引用源。 ，并使車輪與車身的傾斜同向，以增強轉(zhuǎn)向不足效應(yīng)。 目前，汽車上廣泛采用上下不等臂長的雙橫臂獨立懸架且主要應(yīng)用前懸架。 ） 主銷后傾 (176。 ） 前輪距變化 后輪距變化 在 0176。 30` 3176。 3mm 4mm 導向機構(gòu)的布置參數(shù) 側(cè)傾中心 哈爾濱工業(yè)大學華德應(yīng)用技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 雙 橫臂的獨立懸架的側(cè)傾中心，如圖 所示方式得出； 圖 41 雙橫臂式獨立懸架側(cè)傾中心 W的確定 將上下橫臂內(nèi)外轉(zhuǎn)動點的連線延長，以得到極點 P，比且得到 P 的高度。雙橫臂式獨立懸架側(cè)傾中心的高度 錯誤 !未找到引用源。 （ ） 式中： 錯誤 !未找到引用源。 （ ） 其中： C=397mm， α =7176。 ， ??=12176。 =1909mm 且 d=235mm 代入（ ）得到： P=401mm 且 錯誤 !未找到引用源。 = 代入式中： 側(cè)傾中心高度： 錯誤 !未找到引用源。 雙橫臂式獨立懸架導向機構(gòu)設(shè)計 縱向平面內(nèi)上下橫臂軸布置方案 上、下橫臂軸抗前傾角的匹對對主銷后傾角的變化有較大的影響，圖 給出了六種可以匹配方案的主銷后傾角 γ 值隨車輪跳動的變化曲線。各匹配方案中 錯誤 !未找到引用源。 的取值如圖 ，其正負角按圖所示確定。 、 錯誤 !未找到引用源。第 6 方案主銷后傾角的變化規(guī)律很好，根據(jù)實際的設(shè)計的 布局情況我選擇二方案 錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源。 [5]。 圖 45 上、下橫臂在橫向平面內(nèi)的布置方案 水平面內(nèi)上、下橫臂軸的布置方案 橫臂軸在水平面的布置方案有三種，如圖 圖 46 水平面 內(nèi)上、下橫臂軸的布置方案 下橫臂軸 MM 和尚橫臂軸 NN與軸線的夾角，分別用 錯誤 !未找到引用源。 表示，稱為導向機構(gòu)的上下橫臂的水平斜直角。與汽車軸線平行者，夾角為零。現(xiàn)代轎車所用的雙橫臂式前懸架，一般設(shè)計，這樣可以方便發(fā)動機的布置請可以得到理想的運動特性。如圖 所示，當上、下橫臂軸傾斜角 錯誤 !未找到引用源。 時）。但是注銷后傾變的太大時，會在支撐處產(chǎn)生過的反力矩，同時使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對側(cè)向力十分敏感，易造成車輪擺動或方向盤上的力的變化。如圖 所示，當上、下橫臂軸傾斜角 錯誤 !未找到引用源。 時）。但是注銷后傾變的太大時，會在支撐處產(chǎn)生過的反力矩，同時使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對側(cè)向力十分敏感，易造成車輪擺動或方向盤上的力的變化?，F(xiàn)代轎車所用的雙橫臂式前懸架，一般設(shè)計，這樣可以方便發(fā)動機的布置請可以得到理想的運動特性。其中 Z— 錯誤 !未找到引用源。 表示為 1/2 輪距）表示為車輪接地點在橫向平面內(nèi)隨車輪跳動的特性曲線。 曲線變化最平緩； L1/L2 增大或減小時， 錯誤 !未找到引用源。圖中 Z— α 和 Z— β 分別表示車輪外傾角和車輪內(nèi)傾角隨車路跳動的特 哈爾濱工業(yè)大學華德應(yīng)用技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 征曲線如圖 。根據(jù)我國的乘用車設(shè)計經(jīng)驗，在初選尺寸時，L1/L2 取 為宜 螺旋彈簧的設(shè)計計算 螺旋彈簧材料的選擇 螺旋彈簧作為彈性元件的一種，具有結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便及高的比能容量等特點，在輕型以下汽車的懸架中運用普遍 。在有些轎車的后輪非獨立懸架中，其彈性元件也采用螺旋彈簧。前者剛度不變，后者剛度是可變的。 根據(jù)汽車工作時螺旋彈簧的受力特點和壽命要求（可參考下文的計算分析），選擇 60Si2MnA 為簧絲的材料 [1]，以提高彈簧在交變載荷下的疲勞壽命。 前懸架空載軸荷錯誤 !未找到引用源。 前懸架設(shè)計偏頻 n 1150Kg 950Kg 102Kg 彈簧所受壓力 P： 哈爾濱工業(yè)大學華德應(yīng)用技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 P= 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。=575 彈簧所受到的最大的力：動荷系數(shù) k取 則彈簧所受到的最大壓力 錯誤 !未找到引用源。彈簧的剛度 錯誤 !未找到引用源。 可由傳遞比建立聯(lián)系：利用傳遞比 i 便可計算螺旋彈簧的剛度 錯誤 !未找到引用源。?? （ ） 其中分數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 從而，得到如下關(guān) 系式： （ ） 根據(jù)文獻 [7]，懸架的行程傳遞比及力的傳遞比為 代入數(shù)值可得到 i x ＝， i y ＝ 。 和相應(yīng)的最大變形為 F=： 根據(jù)公式 可以算出前懸架的剛度： 錯誤 ! 未找到引用源。 指汽車前懸架剛度， N/mm 錯誤 !未找到引用源。 指汽車前懸架的偏頻， Hz 汽車空載剛度計算： 錯誤 !未找到引用源。 = 代入計算得： 錯誤 ! 未找到引用源。 424=汽車滿載剛度計算 錯誤 !未找到引用源。 = 代入計算得： 錯誤 !未找到引用源。 524= 按滿載計算彈簧鋼絲幾何參數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 () 式中： i指彈簧的有效工作參數(shù)，取 5 G指彈簧材料的剪切彈性模量，取 錯誤 !未找到引用源。 指彈簧中經(jīng)，取 112mm 代入式 ()中： d= 彈簧直徑 d取 14mm 彈簧設(shè)計中，螺旋比 錯誤 !未找到引用源。彈簧內(nèi)外側(cè)的應(yīng)力相差越大，反之，彈簧越軟。 +2（ +） =7 彈簧的節(jié)距 t 一般按公式?。? 錯誤 !未找到引用源。 () 式中： 錯誤 !未找到引用源。 彈簧鋼絲的工作間隙，為 42mm 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 () 式中： i指彈簧的有效工作參數(shù)，取 5 G指彈簧材料的剪切彈 性模量，取 錯誤 !未找到引用源。 指彈簧中經(jīng)，取 112mm